高考申論題
108年
[化學工程] 輸送現象與單元操作
第 四 題
有一層板塔(plate column)用於連續蒸餾含A(較易揮發組分)和B的二 元液體混合物。A和B在整個組成範圍內形成理想溶液(ideal solution)。 相對揮發率(relative volatility)a是常數,且等於2.0。設計條件如下:進 料條件為飽和液體;進料組成,XF=50mol%A;進料速率(feed rate)為 100 lb mol/h;餾出物組成XD=90mol%A;底部組成XB =10mol%A。(每小題10分,共20分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
此題為連續蒸餾塔設計之經典題型。看到雙成分理想溶液及恆定相對揮發度，應立刻想到利用質量守恆求產物流率，使用芬斯克方程式(Fenske equation)求最小理論板數(Nmin)，並由進料熱狀態(q-line)與平衡曲線之交點求得最小回流比(Rmin)。
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【解題關鍵】利用質量守恆計算流率，應用 Fenske 方程式求最小理論板數，並透過 q-line 與平衡曲線交點決定最小回流比。 【解答】 ※ 註：因原題未標示兩小題之具體問題，本解答依照此類考題之標準設定，完整推導計算「最小理論板數($N_{min}$)」、「最小回流比($R_{min}$)」與「產物流率」以供參考。
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